Badania tribologiczne kół zębatych stożkowych. Cz. I - Urządzenie i metodyka badawcza

• Autorzy: Tuszyński W. , Kalbarczyk M. , Michalak M.

Warianty tytułu

EN

Tribological testing of bevel gears. Part I - Test rig and test methods

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W artykule przedstawiono, opracowane w Instytucie Technologii Eksploatacji – PIB w Radomiu, urządzenie i metodykę badań tribologicznych kół zębatych stożkowych o łukowej linii zęba. Koncepcja opracowania takiego urządzenia wynikła z problemu zgłaszanego przez niektórych wytwórców urządzeń zawierających koła zębate stożkowe (np. motoreduktorów), związanego ze zwiększeniem wiarygodności badań – do tej pory szeroko stosowane są urządzenia i metody badania wyłącznie kół zębatych walcowych o zębach prostych, których geometria wyraźnie różni się od geometrii kół stożkowych. Wobec braku norm dotyczących tribologicznych badań kół zębatych stożkowych opracowano własną metodykę badawczą. Dotyczy ona badania najgroźniejszych form zużywania kół zębatych stożkowych, takich jak zacieranie oraz powierzchniowe zużywanie zmęczeniowe (pitting). Celem zastosowania tych metod będzie zbadanie wpływu olejów przekładniowych oraz nowoczesnych sposobów modyfikacji powierzchni poprzez nanoszenie cienkich, twardych powłok niskotarciowych na wyżej wymienione formy zużywania kół zębatych. Konieczność takich badań podyktowana jest potencjalnymi wymaganiami stosowania olejów ekologicznych (z bazami naturalnymi) oraz tendencją do redukcji temperatury pracy w przekładniach (na skutek zmniejszenia tarcia), co można osiągnąć np. poprzez zastosowanie powłok niskotarciowych na zębach kół.

EN

The paper presents a test rig and methods developed at the Institute for Sustainable Technologies in Radom for the tribological testing of spiral bevel gears. The idea resulted from a problem announced by some manufacturers concerning devices in which bevel gears are used (e.g. gearmotors), concerning an improvement in the reliability of the tests. Until now, widely used test devices and methods have allowed researchers to perform runs on only spur gears having the tooth geometry different than the geometry of bevel gears. Because there is a lack of the standardised, tribological test methods concerning bevel gears, test methods have been developed by the authors. They relate to research on the most dangerous modes of wear of bevel gears, such as scuffing/seizure and surface fatigue (pitting). The aim of these tests will be the determination of an effect of gear oils as well as modern techniques of surface modification by the deposition of thin, hard, low-friction coatings, on the mentioned modes of wear. This approach results from a potential requirement concerning the introduction of ecological oils (with a natural base) for the lubrication of gears, and the tendency to a reduction in the bevel gear temperature (due to lower friction), which is achievable through the application of low-friction coatings on the teeth of bevel gears.

Słowa kluczowe

PL

koło zębate stożkowe; stanowisko badawcze; olej przekładniowy; powłoka niskotarciowa

EN

bevel gear; bevel gear test rig; gear oil; low-friction coating

• Wydawca: Stowarzyszenie Inżynierów i Techników Mechaników Polskich
• Czasopismo: Tribologia
• Rocznik: 2012
• Tom: nr 2
• Strony: 83--96
• Opis fizyczny: Bibliogr. 16 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Tuszyński W.

autor

Kalbarczyk M.

autor

Michalak M.

• Instytut Technologii Eksploatacji – Państwowy Instytut Badawczy, Zakład Tribologii, ul. Pułaskiego 6/10, 26-600 Radom,

Bibliografia

• 1. Höhn B.-R., Oster P., Schedl U.: Pitting load capacity test on the FZG gear test rig with load-spectra and one-stage investigations. Tribotest journal, t. 5, nr 4, 1999, s. 417-430.
• 2. How gears work. http://science.howstuffworks.com/transport/engines-equipment/gear4.htm
• 3. Wójcik Z.: Przekładnie stożkowe systemu Gleason - konstrukcja i technologia. Wyd. Oficyna Wydawnicza Politechniki Rzeszowskiej, Rzeszów 2004.
• 4. Kalin M., Vižintin J.: The tribological performance of DLC-coated gears lubricated with biodegradable oil in various pinion/gear material combinations. Wear, t. 259, 2005, s. 1270-1280.
• 5. Martins R.C., Moura P.S., Seabra J.O.: MoS2/Ti low-friction coating for gears. Tribology International, t. 39, 2006, s. 1686-1697.
• 6. Martins R., Amaro R., Seabra J.: Influence of low friction coatings on the scuffing load capacity and efficiency of gears. Tribology International, t. 41, 2008, s. 234-243.
• 7. Szczerek M., Michalczewski R., Piekoszewski W.: The problems of application of PVD/CVD thin hard coatings for heavy-loaded machine components. Materialy ASME/STLE International Joint Tribology Conference, IJTC 2007, w San Diego (USA). 2007, Part A, s. 35-37.
• 8. Michalczewski R. i inni: The lubricant-coating interaction in rolling and sliding contacts. Tribology International, t. 42, 2009, s. 554-560.
• 9. Michalczewski R. i inni: Scuffing resistance of DLC coated gears lubricated with ecological oil. Estonian Journal of Engineering, t. 15, nr 4, 2009, s. 367-373.
• 10. Górski W.: Biogazy - składnik cieczy eksploatacyjnych. Materiały III. Międzynarodowej Konferencji Naukowo-Technicznej „Środki Smarowe 2010", Rytro. 2010 (referat dostępny w postaci elektronicznej).
• 11. Winter H., Richter M.: Scuffing load capacity of hypoid and bevel gears. Materiały 8. Sympozjum JSME “Gearing”, Sendai (Japonia). 1975, s. 1-12.
• 12. Hadschuh R.F.: Testing of face-milled spiral bevel gears at high-speed and load. NASA/TM-2001-210743, March 2001, s. 1-8.
• 13. Michaelis K.: Gear Failures. Pitting. Materiały z wykładu na Uniwersytecie w Ljubijanie (Chorwacja).
• 14. Sekercioglu T., Kovan V.: Pitting failure of truck spiral bevel gear. Engineering Failure Analysis, t. 14, 2007, s. 614-619.
• 15. Höhn B.-R. i inni: Pitting resistance and bending strength of bevel and hypoid gear teeth. Europower Transmission, April 1993, s. 17-25.
• 16. Szczerek M.: Metodologiczne problemy systematyzacji eksperymentalnych badań tribologicznych. Wyd. ITeE, Radom 1997